Проектирование локальной вычислительной сети технология Fast Ethernet

Топология «шина». В любой шинной структуре все устройства подсоединены к общей среде передачи данных, или шине. В отличие от «кольца» адресат получает свой информационный пакет без посредников (Рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Топология «шина»

 

Процесс подключения дополнительных узлов к шине не требует аппаратных доработок со стороны уже работающих узлов сети, как это имеет место в случае топологии «звезда». Однако шинная топология требует жесткой регламентации доступа к среде передачи. Существует два метода регулирования такого доступа, известного еще под термином «шинный арбитраж»:

«фиксированный мастер» (централизованный контроль шины) - доступ к шине контролируется центральным мастер-узлом;

«плавающий мастер» (децентрализованный контроль шины) - благодаря собственному интеллекту каждое устройство само определяет регламент доступа к шине.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Методика исследования

Для того чтобы правильно спроектировать сеть следует подробно разработать алгоритм построения абонентской сети, привести графическое и словесное описание каждого этапа алгоритма. В конце определить основные достоинства и недостатки полученного алгоритма.

2.1 Разработка алгоритма построения  абонентской сети стандарта FastEhternet

При разработке абонентской сети следует придерживаться  определенной последовательности действий. Это обеспечивает наиболее рациональный и комплексный подход к расчету сети.

В начале проектирования абонентской сети необходимо:

1. Сделать эскиз проекта
2. Область применения и масштабы сети
3. Выбрать среду передачи сигнала
4. Продумать техническое оборудование (ПК, принтеры, коммутаторы, монтажный шкаф и т.д.), а так же обратить внимание на его стоимость
5. Разработка вопросов безопасности и надежности
6. Провести технико-экономическое обоснование
7. И на последнем этапе выполнить монтаж сети

2.2 Графическое и словесное  описание этапов алгоритма проектирования

В ходе работы был разработан ветвящийся алгоритм. В зависимости от того, выполняется или нет условие в точке ветвления, происходит выбор направления перехода к следующему элементу. Графическая иллюстрация представлена на рисунке А (Приложение А). Словестное описание включает в себя подробное описание каждого этапа алгоритма.

 

Этап 1.Карта проекта ЛВС

В начале проектирования абонентской сети необходимо сделать карту проекта ЛВС. Эскиз проекта можно выполнить от руки или использовать любые графические проекты. Например, выполнить в пакете MSVisio.

Карта представляет собой план или схему помещений с отмеченными на нем всеми элементами будущей сети, такими как: рабочие места, различное активное оборудование, трассами прокладки кабелей.

 

Этап 2. Область применения и масштабы сети

На данном этапе определяются масштабы сети в зависимости от пространства распространения сети. Поэтому при проектировании сети нужно четко знать масштабы помещения, для которого проектируется сеть. На основании этих данных принимается решение о выборе той или иной технологии. FastEthernet можно построить как для малого офисного помещения, так и для целого здания.

 

Этап 3. Выбор среды передачи сигнала

Для построения кабельной системы ЛВС необходимо выбрать среду передачи. При выборе типа кабеля необходимо учитывать следующие условия: тип ЛВС, размеры проектируемой ЛВС, скорость передачи в сети. На данном этапе пользователю необходимо выбрать одну из трех существующих  версии протокола 100-мегагерцного Ethernet.

На основании предыдущего выбора по размеру сети на данном этапе пользователю нужно определить тип кабеля. Чтобы правильно выбрать кабель для конкретной сети нужно обратить внимание на особенности и характеристики кабелей, а так же на их достоинства и недостатки. Следует помнить, что на протяженных участках нужно выбрать оптоволоконный кабель, а на более коротких витую пару в целях экономии денежных средств.

 

 

Этап 4. Выбор сетевого оборудования

Сегодня в магазинах широко представлен спектр сетевого оборудования. Начиная дешевыми изделиями и заканчивая дорогими, диапазон цен от нескольких долларов до нескольких сотен долларов. Для минимизирования денежных затрат на покупку оборудования, необходимо сначала определиться, для каких целей будет использоваться сеть и какие требования будут предъявляться к ее отказоустойчивости. Так же при выборе сетевого оборудования необходимо учитывать следующие факторы:

• Технические характеристики
• Скорость передачи информации
• Обеспечение сетевой безопасности
• Размеры помещения
• Возможность масштабируемости сети
• Доступ пользователей к внутри сетевым  и интернет ресурсам
• Гарантированная доставка трафика сетевому пользователю
• Защищенность оборудования от помех и шумов

Этап 5. Разработка вопросов безопасности и надежности

ЛВС должна быть защищена от:

• вторжений из Интернета;
• возможного заражения информации вирусами;
• потери накопленной информации, ввиду выхода из строя жестких дисков сервера или других возможных причин.

 

Этап 6. Технико-экономическое обоснование

Подойдя к этому этапу пользователю необходимо произвести технико-экономическое обоснование, которое включает в себя анализы, расчеты, оценки экономической целесообразности осуществления предлагаемого проекта, сооружения предприятия, создания нового технического объекта, модернизации и реконструкции существующих объектов. Основано на сопоставительной оценке затрат и результатов, установлении эффективности использования, срока окупаемости вложений.[4]

 

Этап  7. Монтаж сети

Монтаж оборудования и прокладка компьютерных сетей начинаются после составления и утверждения проектной документации. Все работы выполняются по предварительно составленному плану. При этом монтаж ЛВС должен отвечать следующим основным требованиям:

• открытость архитектуры, позволяющая в дальнейшем увеличить количество точек доступа, подключить дополнительное оборудование и при этом не вносить изменений в аппаратное или программное обеспечение (ПО);
• гибкость в эксплуатации, которая проявляется в стабильной работе ЛВС даже при выходе из строя одного из ее элементов;
• высокая эффективность работы, выраженная в обеспечении качественной передачи и хранении информации при минимальных затратах.

Каждый монтаж локальных сетей должен выполняться специалистами, имеющими достаточный запас профессиональных знаний и необходимый опыт работы. При этом желательно использовать наиболее современное программное и аппаратное обеспечение, что позволит создать надежную и долговечную ЛВС. [5]

2.3 Основные достоинства и недостатки полученного алгоритма

Разработанный в ходе исследования алгоритм обладает своими достоинствами. Вот некоторые из них:

• Легко модернизировать сеть добавляя новые ПК, то есть сеть масштабируема
• Алгоритм подходит для корпоративных сетей
• По разработанному алгоритму можно построить как дорогую, так и дешевую сеть

Так же в полученном алгоритме есть свои недостатки, такие как:

• Отсутствие возможности проектирования гетерогенных сетей, то есть когда сеть должна включать как проводные, так и беспроводные участки
• Данный алгоритм может быть использован  только специалистами, которые имеют представление в данной предметной области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Результаты и оборудование

3.1 Разработка типовой сети стандарта FastEhternet на основе разработанного алгоритма

На основе разработанного алгоритма была  спроектирована сеть на примере офисной компании.

Этап 1: Карта помещения

План помещения приведен на рисунке Б (Приложение Б).

 

Этап 2: Область применения сети

Из карты помещения можно сделать вывод, что масштаб сети достаточно велик. Число рабочих мест равно 29. К достаточно большим сетям, включающим более 20 компьютеров, относят сети в магистральных зданиях и кампусов.

 

Этап 3: Выбор среды передачи данных

Для построения кабельной системы ЛВС необходимо выбрать среду передачи сигнала. При выборе типа кабеля необходимо учитывать следующие условия: тип ЛВС, размеры проектируемой ЛВС, скорость передачи сигнала в сети.

Применение волоконно-оптического кабеля нецелесообразно, так как он предназначен для передачи информации на большие расстояния. Он имеет высокую стоимость, и возникают сложности и дополнительные затраты при развертывании.

Учитывая вышесказанное можно сделать вывод, что витая пара – идеальный вариант. Данный тип кабеля обладает высокой скоростью передачи, низкой стоимостью, а развертывание не предоставляет трудностей.

 Для  построения сети в офисном помещении был выбран физический интерфейс типа 100Base-TX . В качестве среды передачи применяются две витые пары, так как показатели стоимости монтажа и оборудования, по сравнению с другими видами кабеля более выгодны, требуют меньших затрат, что является немаловажным фактором. Кабель из витой пары является на сегодняшний день стандартом для ЛВС.  Витая пара обеспечивает лучшую производительность. В нашей сети будет использоваться кабель пятой категории.

 

Этап 4: Выбор сетевого оборудования

Для построения ЛВС было выбрано  следующее оборудование:

Коммутатор D-Link DES-1024D – 2 шт.

Сетевая карта PCI D-Link DFE-520TX 10/100 – 30 шт

Маршрутизатор Linksys BEFVP41– 1 шт.

Так же для монтажа требуется следующее пассивное сетевое оборудование:

Розетка наст. RJ-45 Cat.5 1 порт (SMN-1WT) – 33 шт.

Patch-panel 24 UTP, 19", 5e кат., с держателем кабеля – 3 шт.

Разъем RJ-45 Cat.5 (P88RE06V2) – 40 шт.

Кабель «витая пара» Cat.5e UTP – 1300м в учетом запаса 10%,

Настенный коммутационный шкаф 19" 600х450dx12U с вентилятором -1 шт.

Выбор коммутатора

К вопросу как правильно выбрать коммутатор следует подходить очень серьезно и основательно, так как от выбора коммутатора зависит дальнейшая беззаботная работа сети. Современные свитчи обладают большим рядом функций, которые очень сильно могут облегчить дальнейшую работу. От правильного выбора свитчей зависит функционирование всей локальной сети и работа здания в целом.

Чтобы правильно сделать выбор при покупке коммутатора, нужно понимать все обозначения, которые указываются производителем. Покупая даже самое дешевое устройство, можно заметить большой список поддерживаемых стандартов и функций. Каждый производитель сетевого оборудования старается указать в характеристиках как можно больше функций, чтобы тем самым выделить свой продукт среди конкурентов и повысить конечную стоимость.

Помимо того, что все существующие коммутаторы различаются количеством портов (5, 8, 16, 24 и 48 портов и т.д.) и скоростью передачи данных (100Мб/сек, 1Гб/сек и 10Гб/сек и т.д.), коммутаторы можно так же разделить на:

1. Неуправляемые свичи - это простые автономные устройства, которые управляют передачей данных самостоятельно и не имеющие инструментов ручного управления. Такие коммутаторы получили наибольшее распространение в "домашних" ЛВС и малых предприятиях, основным плюсом которых можно назвать низкую цену и автономную работу, без вмешательства человека. Минусами у неуправляемых коммутаторов является отсутствие инструментов управления и малая внутренняя производительность. Поэтому в больших сетях предприятий неуправляемые коммутаторы использовать не разумно, так как администрирование такой сети требует огромных человеческих усилий и накладывает ряд существенных ограничений.
2. Управляемые свичи - это более продвинутые устройства, которые также работают в автоматическом режиме, но помимо этого имеют ручное управление. Ручное управление позволяет очень гибко настроить работу коммутатора и облегчить жизнь системного администратора. Основным минусом управляемых коммутаторов является цена, которая зависит от возможностей самого коммутатора и его производительности.[6]